Режимы обработки подложек и нанесения нанопокрытий с помощью лазерно-плазменного метода

  • Виктор Константинович Гончаров Институт прикладных физических проблем им. А. Н. Севченко БГУ, ул. Курчатова, 7, 220045, г. Минск, Беларусь
  • Михаил Валентинович Пузырев Институт прикладных физических проблем им. А. Н. Севченко БГУ, ул. Курчатова, 7, 220045, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0002-2985-2173
  • Дмитрий Павлович Прокопеня Институт прикладных физических проблем им. А. Н. Севченко БГУ, ул. Курчатова, 7, 220045, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0003-4601-0012
  • Никита Игоревич Шульган Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Валерий Юзефович Ступакевич Гродненский государственный университет им. Янки Купалы, ул. Ожешко, 22, 230023, г. Гродно, Беларусь
DOI: https://doi.org/10.33581/2520-2243-2021-1-73-81

Аннотация

Изучены физические процессы в лазерно-плазменном источнике, который используется для нанесения наноструктур и представляет собой эрозионный лазерный факел материала мишени и подложку, расположенную в вакуумной камере. Для плавной регулировки параметров наносимых на подложку частиц между лазерной мишенью и подложкой предложено поместить сетку, на которую подается отрицательный потенциал по отношению к лазерной мишени. В результате после сетки формируется поток частиц, состоящий преимущественно из ионов, энергией которых можно надежно и плавно управлять, подавая на сетку положительный потенциал по отношению к подложке. Экспериментально обоснован метод нанесения нанопокрытий с помощью ионов из лазерной плазмы. Показано, что в лазерно-плазменном источнике для нанесения наноструктур можно реализовать различные режимы обработки поверхности подложки. Данный источник позволяет последовательно, не разгерметизируя вакуумную камеру, произвести очистку поверхности подложки, создать псевдодиффузионный слой материала лазерной мишени в приповерхностном слое подложки. Это обеспечит получение высокоадгезионных нанопокрытий с заранее заданными параметрами.

Биографии авторов

Виктор Константинович Гончаров, Институт прикладных физических проблем им. А. Н. Севченко БГУ, ул. Курчатова, 7, 220045, г. Минск, Беларусь

доктор физико-математических наук, профессор; главный научный сотрудник лаборатории лазерной плазмодинамики

Михаил Валентинович Пузырев, Институт прикладных физических проблем им. А. Н. Севченко БГУ, ул. Курчатова, 7, 220045, г. Минск, Беларусь

кандидат физико-математических наук, доцент; заведующий лабораторией лазерной плазмодинамики

Дмитрий Павлович Прокопеня , Институт прикладных физических проблем им. А. Н. Севченко БГУ, ул. Курчатова, 7, 220045, г. Минск, Беларусь

младший научный сотрудник лаборатории лазерной плазмодинамики

Никита Игоревич Шульган , Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

студент факультета радиофизики и компьютерных технологий. Научный руководитель – В. К. Гончаров

Валерий Юзефович Ступакевич , Гродненский государственный университет им. Янки Купалы, ул. Ожешко, 22, 230023, г. Гродно, Беларусь

старший преподаватель кафедры информационных систем и технологий физикотехнического факультета

Литература

  1. Anisimov SI, Imas YaA, Romanov GS, Khodyko YuV. Deistvie izlucheniya bol’shoi moshchnosti na metall [The effect of highpower radiation on metal]. Moscow: Nauka; 1970. 272 p. Russian.
  2. Redi J. Deistvie moshchnogo lazernogo izlucheniya [The action of powerful laser radiation]. Moscow: Mir; 1974. 468 p. Russian.
  3. Goncharov VK, Kozadaev KV, Puzyrev MV. The influence of ND laser irradiation parameters on dynamics of metal condensed phase propagating near target. In: Sosa M, Franco J, editors. Engineering physics and mechanics. Analyses, prediction and applications. New York: Nova Science Publishers; 2010. p. 441–471. (Engineering tools, techniques and tables series).
  4. Chrisey DB, Hubler GK. Pulsed lased deposition of thin films. New York: Wiley-Interscience; 1994. 648 p.
  5. Bonelli M, Miotello A, Mosaner P. Pulsed laser deposition of diamondlike carbon films on polycarbonate. Journal of Applied Physics. 2003;93:859–865. DOI: 10.1063/1.1530725.
  6. Goncharov VK, Puzyrev MV, Stupakevich VY. Physical processes in a laser source of aluminum ions with the controlled energy for nanofilm deposition. Journal of the Belarusian State University. Physics. 2017;3:79–87. Russian.
  7. Goncharov VK, Vasilevich AE, Stupakevich VYu, Puzyrev MV. [Laser-plasma ion source with controlled energy for nanofilm deposition]. Elektronika info. 2016;11:54–57. Russian.
  8. Goncharov VK, Puzyrev MV, Stupakevich VYu. [Controling charged particle fluxes in the erosive laser plasma of a graphite target in vacuum]. Inzhenerno-fizicheskii zhurnal. 2018;91(4):1115–1121. Russian.
Опубликован
2021-02-11
Ключевые слова: лазерная плазма, ионные пучки, наноструктуры, высокая адгезия
Как цитировать
Гончаров, В. К., Пузырев, М. В., Прокопеня , Д. П., Шульган , Н. И., & Ступакевич , В. Ю. (2021). Режимы обработки подложек и нанесения нанопокрытий с помощью лазерно-плазменного метода. Журнал Белорусского государственного университета. Физика, 1, 73-81. https://doi.org/10.33581/2520-2243-2021-1-73-81
Выпуск
№ 1 (2021): Журнал Белорусского государственного университета. Физика
Раздел
Лазерная физика

Copyright (c) 2021 Журнал Белорусского государственного университета. Физика

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).